JP2014225784A - 受信補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】利用者にとって簡便な手法により、携帯端末向け放送電波の受信感度を向上する。【解決手段】基板１４は、携帯端末９に取り付け可能に形成される。受信アンテナ１１は、携帯端末向け放送電波を受信する。受信アンプ１２は、受信アンテナ１１の出力端子に接続され、受信アンテナ１１の出力する受信信号を増幅する。結合用伝送線路１５は、一方の端部が受信アンプ１２の出力端子に接続され、基板１４を携帯端末９へ取り付けたときに携帯端末９に内蔵された端末内蔵アンテナ９１と電磁界結合される位置に形成される。終端部１６は、結合用伝送線路１５の他方の端部に接続される。【選択図】図７

Description

この発明は、携帯端末に取り付けるアクセサリーとして用いられ、携帯端末における携帯端末向け放送の受信感度を向上する受信補助装置に関する。

現在、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などの携帯端末において、テレビ放送などの携帯端末向け放送電波の受信機能が提供されており、携帯端末の利用者は携帯端末からこれらの放送を視聴することができる。携帯端末向けテレビ放送には、例えば、地デジなどと略称される地上波デジタル放送やモバキャス（登録商標）などの携帯端末向けマルチメディア放送などが挙げられる。

携帯端末向け放送を高品質で視聴するためには、携帯端末向け放送電波をノイズと比較して高い強度で受信する必要がある。しかしながら携帯端末内部には、例えば、多数の電子部品が動作する際に生じるクロックノイズ、制御信号ラインから輻射されるノイズ、液晶画面から輻射されるノイズ、電源部から発生するノイズなどの種々のノイズの発生源が多数存在する。以降、これらのノイズを内部ノイズと総称する。そのため、携帯電話に内蔵される携帯端末向け放送電波受信回路において高い受信性能を実現するためには、１．アンテナで受信する携帯端末向け放送電波の強度をできるだけ高くすること、２．内部ノイズ対策技術を適用すること、といった手法が求められる。

携帯端末向け放送電波の強度をできるだけ高くする前者の手法の場合、例えば携帯端末に搭載されるアンテナを大きくすることが考えられる。しかし、携帯端末は人間が持ち運び利用することを前提とした機器であるため、あまりに大きなアンテナを装備させることは利用者の利便性を低下させるおそれがある。

地上波デジタル放送やモバキャス（登録商標）に限らず、一般的に電波はその特性上、屋外に比して屋内では受信しづらい。そのため、屋外又は窓面に設置した受信アンテナから屋内にケーブルを引き込むことで、放送電波の屋内での受信感度を改善することができる。そこで例えば、携帯端末向け放送電波の屋内での受信状況を改善するアクセサリーとして、図１に示すようなアンテナケーブルを使用することが考えられている（非特許文献１参照）。図１に示すアンテナケーブル８は、吸盤８１１、８１２、８１３を用いて外部受信アンテナ８２を窓面７に貼り付け、外部受信アンテナ８２から携帯端末９までケーブル８５を延ばし、ケーブル８５の先端に設けられたリード線ループ８６に、携帯端末９に搭載されるロッドアンテナ９３を通して引っ掛けることで固定するものである。外部受信アンテナ８２では窓面７に鉛直方向に貼り付けられているが、外部受信アンテナの貼り付け方向はこれに限定されず、外部受信アンテナ８４のように吸盤８３１、８３２、８３３を用いて水平方向に貼り付けてもよい。このようなアンテナケーブル８を使用して、携帯端末向け放送電波の屋内での受信感度を改善することができる。

株式会社ｍｍｂｉ、"ＮＯＴＴＶご成約特典"、"受信状況が良くない方には、アンテナケーブルを差し上げます！"、[online]、[平成２５年５月１日検索]、インターネット<URL：http://www.nottv.jp/campaign/free30days/#give_antenna>

図１に示す従来のアンテナケーブル８を使用するためには、屋外または窓際へ外部受信アンテナ８２、８４を設置し、外部受信アンテナ８２、８４が受信した信号を屋内へ引き込むケーブル８５と携帯端末９とを接続する必要がある。しかしながら、一般に携帯端末９は持ち歩きながら使用される機器であるため、常にアンテナケーブル８と携帯端末９とが接続されているとは限らない。また、携帯端末向け放送の視聴の都度、携帯端末９へアンテナケーブル８を接続することは利用者にとって面倒な作業である。

この発明の目的は、上記の課題を解決するために、利用者にとって簡便な手法により、携帯端末向け放送電波の受信感度を向上する受信補助装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明の受信補助装置は、携帯端末に取り付け可能な基板と、携帯端末向け放送電波を受信する受信アンテナと、受信アンテナの出力端子に接続され、受信アンテナの出力する受信信号を増幅する受信アンプと、一方の端部が受信アンプの出力端子に接続され、基板を携帯端末へ取り付けたときに携帯端末に内蔵された端末内蔵アンテナと電磁界結合される位置に形成された結合用伝送線路と、結合用伝送線路の他方の端部に接続された終端部と、を備える。

この発明の受信補助装置は、屋外又は窓際への外部受信アンテナの設置や外部受信アンテナと携帯端末との接続などの利用者による操作が不要であるため、利用者にとって簡便であり、携帯端末向け放送電波を増幅して端末内蔵アンテナへ受信させるため、携帯端末向け放送電波の受信感度を改善することができる。

従来のアンテナケーブルの構成を例示する図である。 受信補助装置と携帯端末を組み合わせた状態の総合雑音指数を求める方法を説明するための図である。 総合雑音指数と結合損との関係を示す図である。 受信アンプの利得、雑音指数及び携帯端末の雑音指数を規定して受信アンプの利得と結合損との差をシミュレーションした結果を示す図。 受信アンプの利得、雑音指数及び携帯端末の雑音指数を規定して受信アンプの利得と結合損との差をシミュレーションした結果を示す図。 受信補助装置の機能構成を例示する図である。 第一実施形態の受信補助装置の機能構成を例示する図である。 第一実施形態の結合用伝送線路の構成を例示する図である。 結合損の測定環境を説明するための図である。 第一実施形態における結合損の測定結果を示す図である。 第一実施形態における結合損の測定結果を示す図である。 第一実施形態における結合損の測定結果を示す図である。 第一実施形態の受信補助装置の機能構成を例示する図である。 変形例の受信補助装置の機能構成を例示する図である。 第二実施形態の受信補助装置の機能構成を例示する図である。 第二実施形態の受信補助装置の機能構成を例示する図である。 第二実施形態の結合用伝送線路の構成を例示する図である。 第二実施形態の結合用伝送線路の構成を例示する図である。 第二実施形態における結合損の測定結果を示す図である。 第三実施形態の受信補助装置の機能構成を例示する図である。

この発明に係る受信補助装置は、携帯端末向け放送電波を受信する受信アンテナ、受信アンテナの出力する受信信号を増幅する受信アンプ及び携帯端末の背面に取り付け可能な基板を備える。基板には少なくとも結合用伝送線路及び終端部が形成される。受信アンテナ及び受信アンプは基板上に形成してもよい。受信アンテナは受信アンプの入力端子と接続される。受信アンプの出力端子は結合用伝送線路の一方の端部（以下、「入力端」ともいう）と接続される。結合用伝送線路の他方の端部（以下、「出力端」ともいう）は終端部と接続される。携帯端末には、携帯端末向け放送電波を受信するための受信アンテナ（以下、端末内蔵アンテナともいう）とそれに付随する線路を含む受信機が内蔵されている。結合用伝送線路は、基板が携帯端末に取り付けられたとき、携帯端末に搭載された受信機と電磁界結合される位置に形成される。終端部は、結合用伝送線路の信号の反射を抑制し、結合用伝送線路において定在波の発生を抑止する。

携帯端末と受信補助装置とを結合させる方法についてより詳細に説明する。受信補助装置に形成された結合用伝送線路を携帯端末に内蔵された端末内蔵アンテナの近傍に配置する。このとき、受信アンプの利得と、結合用伝送線路と端末内蔵アンテナとの結合損との差が８ｄＢ以上となるように形成する。結合用伝送線路と端末内蔵アンテナとの結合損は、結合用伝送線路から端末内蔵アンテナへの信号伝達にかかる損失である。このように構成すると、受信アンプで増幅された携帯端末向け放送電波を無結線で携帯端末の受信機に受信させることができ、この発明に係る受信補助装置を用いない場合と比較して、その携帯端末向け放送電波に関する受信感度を向上することができる。

以下、この発明のポイントについて詳述する。

受信アンプを携帯端末に外付けすることで、クロックノイズ、輻射ノイズなどの内部ノイズの影響を低減できる。そのため、携帯端末内部に受信アンプを備える場合と比較して高度なノイズ対策を必要とせず、雑音指数（以下、「ＮＦ（Noise Figure）」ともいう）のより低い受信アンプを用いることができる。したがって、携帯端末内部に受信アンプを設けるよりも受信感度を向上する効果が大きい。

図２を参照して、受信補助装置と携帯端末を組み合わせた状態を３段の増幅器で構成される受信アンプと擬制して、受信補助装置と携帯端末を組み合わせた状態における総合雑音指数（以下、「総合ＮＦ」ともいう）を求める方法について説明する。図２に示すように、受信アンプ６を増幅器６１、６２、６３の３段で構成する場合の総合ＮＦは以下の式(1)で表される。

ただし、Ｆ₁は増幅器６１のＮＦ、Ｆ₂は増幅器６２のＮＦ、Ｆ₃は増幅器６３のＮＦ、Ｇ₁は増幅器６１の利得、Ｇ₂は増幅器６２の利得を表す。携帯端末に外付けする受信補助装置を想定した場合、受信アンプの利得がＧ₁、受信アンプのＮＦがＦ₁、受信補助装置と携帯端末との結合損が−Ｇ₂＝Ｆ₂、携帯端末のＮＦがＦ₃に相当する。ここで例えば、Ｇ₁＝３０ｄＢ、Ｆ₁＝２ｄＢ、Ｆ₃＝７ｄＢであると想定する。図１に示したアンテナケーブル８においては、同軸ケーブルなどにより受信アンプの出力を携帯端末搭載の受信機への入力に接続するため、−Ｇ₂＝Ｆ₂は数ｄＢ程度であり、受信アンプのＮＦと総合ＮＦとはほぼ等しくなる。この場合、約５ｄＢの雑音指数改善効果が生じることになる。

しかしながら、前述のように持ち歩き利用を前提とする携帯端末に対しては、携帯端末向け放送を視聴する都度、外部受信アンテナからのケーブルを結線する必要があり、利用者の利便性が低いという課題がある。また、携帯端末自体にも受信アンテナが搭載されている場合には、内蔵アンテナと外部アンテナとの切換え回路が必要である。

この発明においては、端末内蔵アンテナと電磁界結合できる範囲に、受信アンプに連なる結合部を配置し、結合損と受信アンプの利得との差を概ね８ｄＢ以上とすることにより、同軸ケーブル等による接続を用いずとも雑音指数を改善する効果を得ることができる。従来のアンテナケーブルと結合損以外の条件を等しくした場合において、仮に結合損が２０ｄＢ生じたとしても、総合ＮＦは約３ｄＢにとどまり、従来のアンテナケーブルを用いた構成には及ばないものの約４ｄＢと十分に受信感度を改善する効果がある。

図３に、受信補助装置と携帯端末との結合損と、総合ＮＦとの関係を示す。図３のグラフの縦軸は総合ＮＦ（ｄＢ）であり、横軸は結合損（ｄＢ）である。ここでは、図２で説明した例と同じく、受信アンプの利得をＧ_１＝３０ｄＢ、受信アンプのＮＦをＦ_１＝２ｄＢ、携帯端末のＮＦをＦ_３＝７ｄＢとする。図３において、結合損が２０ｄＢのとき、総合ＮＦは約３ｄＢであるため、総合ＮＦがＦ_１よりも１ｄＢ劣化しているといえる。図３から明らかなように、結合損２０ｄＢ以下の結合損の領域では、総合ＮＦがＦ₁よりもほぼ１ｄＢ以下の劣化にとどまっている。この領域では、結合損が１ｄＢ増加した場合のＮＦ劣化量はわずかである。一方、結合損２２ｄＢ以上の領域では、総合ＮＦがＦ₁よりも２ｄＢ以上劣化している。この領域では、結合損が１ｄＢ増加した場合のＮＦ劣化量が増大する。以上より、この発明では、製造上の誤差等を鑑み、実用上安定的に受信感度改善効果を得るためには、総合ＮＦが受信アンプのＮＦ（Ｆ₁）と比較して１ｄＢ以下の劣化となるように、受信アンプの利得及び携帯端末と受信補助装置との結合損を設定する必要があることがわかる。

現状の技術を鑑みて、受信アンプの利得、受信アンプのＮＦ及び携帯端末に搭載された受信機のＮＦが以下の範囲にあると想定しシミュレーションを行った。
・受信アンプの利得（Ｇ₁）：２０〜３５ｄＢ
・受信アンプのＮＦ（Ｆ₁）：１〜３ｄＢ
・携帯端末に搭載された受信機のＮＦ（Ｆ₃）：５〜８ｄＢ

図４、図５に、受信アンプの利得（Ｇ₁）、受信アンプのＮＦ（Ｆ₁）、携帯端末に搭載された受信機のＮＦ（Ｆ₃）を上記のとおりに設定して、受信補助装置及び携帯端末を構成した場合のシミュレーション結果を示す。図４、図５では、総合ＮＦが受信アンプの雑音指数よりも１ｄＢ劣化する場合の結合損、及び、受信アンプの利得と結合損との差をシミュレーションした。図４、図５の最も右の列「受信アンプの利得と結合損の差（ｄＢ）」を参照すると、最も小さい値は８ｄＢである。したがって、受信アンプの利得が、結合部と端末内蔵アンテナとの結合損よりも８ｄＢ以上高ければ、総合ＮＦを受信アンプのＮＦよりも１ｄＢ程度の劣化にとどめられることがわかる。

なお、受信アンプの利得が４０ｄＢを超えると、結合部からの放射を受信補助装置に搭載される受信アンテナが受信することによる発振が生じる可能性が高くなる。その場合、シールド等の追加対策を施す必要が生じるため、製造コストの増加につながる。したがって、受信アンプの利得は実用的には４０ｄＢ以下で用いることが望ましい。もちろん低コストで受信アンテナの発振を防止する対策が可能であれば、受信アンプの利得が４０ｄＢを超えていても構わない。受信アンプの利得が４０ｄＢである場合、結合部と端末内蔵アンテナとの結合損が３２ｄＢ以下となるような電極構造を有すればよい。

結合部の構成としては、図６に示すように導体パッチを用いる方法が考えられる。導体パッチと端末内蔵アンテナとの間で容量結合することにより、結合損を３０ｄＢ以下として信号を伝搬させることが可能である。しかしこの場合、携帯内蔵アンテナが導体パッチの直上に位置しなければ信号を伝搬させることができないため、携帯内蔵アンテナの位置と導体パッチの位置とがずれると使用不能である。携帯端末の形状は機種により千差万別であり、携帯内蔵アンテナの設置位置も同様に機種ごとに異なる。すなわち、ある機種のために設計した結合部の構成は、別の機種では使用することができない。

これに対して、例えば導体パッチを多数設け、機種ごとに切り替えるという手法が考えられる。しかし、この手法では切り替え手段と切り替え作業が必要となり、想定される機種の多くに対応しようとすれば導体パッチを多数必要とすることになる。また、多くの導体パッチの中から一つの導体パッチを選択する作業は使用者にとっては煩わしいものとなる。

また導体パッチを大きくするという手法も考えられるが、この手法では導体パッチの大きさによっては電波を空間に放射することになり、周辺の電磁環境を悪化させてしまう懸念がある。また導体パッチの中では電圧が一定でなく分布するため、信号を有効に伝搬するところとそうでないところが現れる。

以上の理由により、受信補助装置の結合部を導体パッチで構成することは、携帯端末の多くの機種に対応する場合には有効な方法ではない。

この発明ではこれらの課題に対し、結合部を伝送線路構造とし、受信アンプが接続されていない側の端に終端部を設ける。終端部が受信アンプから入力された信号の反射を抑制することで、結合部として用いた伝送線路構造内において定在波により電圧が分布しないようになる。以降の説明では、結合部として用いた伝送線路構造を「結合用伝送線路」と呼ぶ。これにより、結合用伝送線路のどの部位においても同じ信号電圧が得られる。そして受信アンプで増幅した信号は結合用伝送線路と端末内蔵アンテナとの間を電磁界結合により３０ｄＢ以下の結合損で伝搬させる。また結合用伝送線路は通常の伝送線路でもあり、空間中には電波を放射させることがないため、周辺の電磁環境を悪化させない。したがって、この発明によれば、多くの種類の携帯端末に適用可能な携帯端末向け放送電波を高感度に受信するための受信補助装置を実現することができる。

以下、この発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面中において同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

［第一実施形態］
図７を参照して、第一実施形態の受信補助装置１０の機能構成例を説明する。受信補助装置１０は、携帯端末９の背面に取り付け可能な基板１４、基板１４に形成される受信アンテナ１１、受信アンプ１２、結合用伝送線路１５及び終端部１６を含む。受信アンテナ１１は受信アンプ１２の入力端子に接続される。受信アンプ１２の出力端子は結合用伝送線路１５の一方の端部に接続される。結合用伝送線路１５の他方の端部は終端部１６に接続される。携帯端末９は携帯端末向け放送電波を受信するための携帯内蔵アンテナ９１を内蔵する。また、携帯端末９の少なくとも１つの面には、携帯端末の操作や携帯端末向け放送の再生などに利用される画面９２を備える。

受信アンテナ１１の形状は、この発明では特に限定されない。受信アンテナ１１は、例えば、携帯端末向け放送電波の４分の１波長の導体を基板１４上に配置したモノポールアンテナとすればよい。また、例えば、アンテナ導体をメアンダ状に折り曲げた状態で配置してもよいし、一部をチップアンテナに置き換えることでアンテナの小型化を図ってもよい。

受信アンプ１２の電源は、内部電源（一次電池、二次電池）及び外部電源が考えられる。図６に示すように電池１３を備えれば、受信補助装置１０を携帯端末９と共に持ち歩くことが可能になる。電池１３は、例えば、一次電池としてボタン電池とすることができる。また、電池１３は、例えば、二次電池としてリチウムイオン二次電池などのような充電池や太陽光発電を用いた二次電池などとすることができる。また、電池１３を備えずに、例えば、ＡＣアダプタなどを用いて外部の電源と接続することで据え置き型の受信補助装置とすることもできる。

結合用伝送線路１５は、携帯端末９に搭載される端末内蔵アンテナ９１と電磁界結合させるために形成される。図８に示すように、結合用伝送線路１５は、例えば、マイクロストリップ線路構造を用いることができる。このとき、基板１４の結合用伝送線路１５を形成する側の表面１４ａは誘電体基板であり、結合用伝送線路１５が形成されない側の表面１４ｂは一面導体で覆われる。この導体１４ｂは地導体として働く。

結合用伝送線路１５の入力端は受信アンプ１２の出力端子に接続される。この場合、結合用伝送線路１５の特性インピーダンスは、受信アンプ１２の出力インピーダンスに等しいか、近い値とする。結合用伝送線路１５の出力端は終端部１６に接続される。終端部１６としては、例えば、抵抗を用いることができる。終端部１６のインピーダンスは、結合用伝送線路１５の特性インピーダンスに等しいか、近い値とする。

結合用伝送線路１５をマイクロストリップ構造とした場合における携帯端末と結合用伝送線路との結合損を測定した。図９に示すように、携帯端末９の端末内蔵アンテナ９１の中心が結合用伝送線路１５の直上３ｍｍに位置するように配置し、その結合損を測定した。結合用伝送線路１５は特性インピーダンスが５０Ωとなるように設計し、長さは１０ｃｍ、幅は４ｍｍとした。基板１４の誘電率は４．０、厚さは２ｍｍとした。

図１０に、結合用伝送線路１５の入力端から５ｃｍの位置に携帯端末９の端末内蔵アンテナ９１を配置した場合の結合損を示す。図１０の縦軸は振幅（ｄＢ）、横軸は周波数（ＧＨｚ）である。図１０から、周波数０．２ＧＨｚから０．９ＧＨｚにわたって、結合損がこの発明で所望する３０ｄＢ未満となることがわかる。図１１に、結合用伝送線路１５の入力端から３ｃｍの位置に携帯端末９の端末内蔵アンテナ９１を配置した場合の結合損を示し、図１２に、結合用伝送線路１５の入力端から７ｃｍの位置に携帯端末９の端末内蔵アンテナ９１を配置した場合の結合損を示す。いずれの場合であっても、ほぼ同様の結合損が得られていることがわかる。図１０から図１２に示す測定結果から、結合用伝送線路１５の上の様々な位置において、所望の受信感度改善が見込まれることがわかる。

結合用伝送線路１５の幅は、広い方が端末内蔵アンテナ９１の位置が異なる多種類の携帯端末に対応可能であるため、有利であるといえる。しかしながら結合用伝送線路１５の幅を広くすると、結合用伝送線路１５の特性インピーダンスが受信アンプ１２の出力インピーダンスと等しいか近い値とすることができないことがある。この場合、結合用伝送線路１５上にインピーダンス不整合による定在波が出現する。定在波の出現を解消するために、図１３に示す受信補助装置１０ａのように受信アンプ１２の出力端子と結合用伝送線路１５の入力端との間に、結合用伝送線路１５の特性インピーダンスと受信アンプ１２の出力インピーダンスとを合わせるための整合回路１７を設けてもよい。言うまでもないが、受信アンプ１２の出力インピーダンスを結合用伝送線路１５の特性インピーダンスと等しくするか、近い値にすることができれば、整合回路１７を設けなくてもよい。

なお、無線通信システムにおけるリピータは、受信アンテナから受信した電波を電力増幅器により増幅したのち、送信アンテナにより送信する機器であるが、この発明の受信補助装置は送信アンテナを備えていないため、リピータには該当しない。

＜変形例＞
図１４に、第一実施形態の受信補助装置を据え置き型の受信補助装置として構成した変形例を示す。変形例の受信補助装置１０ｂは、例えば、従来から携帯端末９の充電等に利用されてきたクレードルとして構成される。

受信補助装置１０ｂは携帯端末９を所定の向きに取り付けできるように形成されている。受信補助装置１０ｂへ携帯端末９を取り付けたときに携帯端末９の背面と接触する面に基板１４を配置する。基板１４には結合用伝送線路１５及び終端部１６が形成される。結合用伝送線路１５は携帯内蔵アンテナ９１と電磁界結合可能な位置に形成される。受信アンテナ１１及び受信アンプ１２は、受信補助装置１０ｂの筐体内の任意の場所に配置すればよい。例えば、図１４に示すように、携帯端末９の背面が接触する面と反対側の面の内側に受信アンテナ１１及び受信アンプ１２を配置することができる。また、例えば、受信補助装置１０ｂの底面に受信アンテナ１１及び受信アンプ１２を配置してもよい。受信アンプ１２の出力端子は結合用伝送線路１５の入力端と接続する。

受信補助装置１０ｂは、ＡＣアダプタ１３ａを用いて外部電源に接続し、受信アンプ１２や携帯端末９へ電力を供給する。このように構成することで、利用者は携帯端末９をクレードルに取り付ける以外の特別な操作は必要なく、この受信補助装置１０ｂを利用することができる。また、携帯端末９の充電を行いながら携帯端末向け放送を視聴することができるため、利用者は充電残量を気にすることなく携帯端末向け放送を楽しむことができる。

以降に説明する実施形態においても同様にして、据え置き型の受信補助装置として構成することが可能である。

［第二実施形態］
図１５を参照して、第二実施形態の受信補助装置２０の機能構成例を説明する。受信補助装置２０は、携帯端末９の背面に取り付け可能な基板１４、基板１４に形成される受信アンテナ１１、受信アンプ１２、結合用伝送線路１５ａ、終端部１６及びバラン１８を含む。第一実施形態の受信補助装置１０ではマイクロストリップ線路構造に形成された結合用伝送線路１５を用いたが、受信補助装置２０の結合用伝送線路１５ａは平行線路構造に形成される。受信アンプ１２の出力端子はバラン（平衡不平衡回路）１８を介して結合用伝送線路１５ａの入力端に接続される。基板１４は、結合用伝送線路１５のようにマイクロスストリップ線路構造の場合には地導体を必要とするが、結合用伝送線路１５ａのように平行線路構造の場合には地導体を必要としない。その他の構成は、受信補助装置１０と同様である。

結合用伝送線路１５ａには二つの線路に信号が伝搬されるため、二つの線路のいずれの上に端末内蔵アンテナ９１が配置されても携帯端末向け放送電波を受信することが可能である。そのため、携帯端末９における端末内蔵アンテナ９１の配置可能な範囲がより広くなり、より多くの種類の携帯端末に対応することが可能となる。なお、マイクロストリップ線路を二本形成することでも同じ効果を得ることができるが、この場合には受信アンプ１２の出力する信号を二つの線路に分配するための分配回路が必要となる。

図１６に示すように、受信アンプ１２を差動増幅器１２ａにより構成することもできる。この場合、バラン１８は不要となる。差動増幅器１２ａを用いる構成では、コモンモード雑音を低減でき、受信補助装置２０の感度を向上させることができる。

平行線路である結合用伝送線路１５ａの各線路は、図１７に示すように、同一の幅としてもよいし、図１８に示すように異なる幅としてもよい。

図１９に、結合用伝送線路１５ａを用いた場合の、携帯端末と結合用伝送線路との結合損を示す。具体的には、携帯端末９の端末内蔵アンテナ９１の中心が結合用伝送線路１５ａの入力端から５ｃｍの位置の直上３ｍｍに位置するように配置し、その結合損を測定した。結合用伝送線路１５ａの各線路の幅はいずれも８ｍｍ、長さは１０ｃｍとし、各線路の間隔は４．５ｍｍとした。基板１４については、第一実施形態の場合と同様に、誘電率を４．０、厚さを２ｍｍとした。図１９の縦軸は振幅（ｄＢ）、横軸は周波数（ＧＨｚ）である。図１９から、結合用伝送線路を平行線路とした場合であっても、周波数０．２ＧＨｚから０．９ＧＨｚにわたって、結合損がこの発明で所望する３０ｄＢ未満となることがわかる。

結合用伝送線路１５ａの特性インピーダンスを受信アンプ１２の出力インピーダンスと等しいか近い値とすることができない場合には、定在波の出現を解消するために、図１３に示した受信補助装置１０ａと同様に、受信アンプ１２の出力端子と結合用伝送線路１５ａの入力端との間に整合回路１７を設けるとよい。

［第三実施形態］
上述の実施形態では終端部１６は、抵抗のような純粋に信号エネルギーを熱に変換するもので構成したため、エネルギーを有効活用しているとは言い難い。そこで第三実施形態では、終端部を交流直流変換部として、入力される交流信号を直流に変換し、エネルギーとして再利用できるように構成する。

図２０を参照して、第三実施形態の受信補助装置３０の機能構成例を説明する。受信補助装置３０は、携帯端末９の背面に取り付け可能な基板１４、基板１４に形成される受信アンテナ１１、受信アンプ１２、結合用伝送線路１５及び交流直流変換部１６ａを含む。交流直流変換部１６ａは結合用伝送線路１５の出力端に接続される。交流直流変換部１６ａは結合用伝送線路１５から入力される交流信号を直流に変換し出力する。交流直流変換部１６ａの出力するエネルギーはどのように利用してもよいが、例えば、受信アンプ１２へ電力を供給する電池１３を二次電池とし、交流直流変換部１６ａの出力するエネルギーを電池１３へ入力する。このように構成することで、受信補助装置３０全体のエネルギー利用効率を向上することができる。

交流直流変換部１６ａは、例えば、抵抗に信号エネルギーを吸収させ熱に変換し、熱電対やペルチェ素子のような熱電変換機能を有するデバイスにより直流電気エネルギーに変換して利用する。もしくは、整流器を用いて信号エネルギーを直流電気エネルギーに直接変換する構成とすることができる。整流器を用いる場合には、整流器の入力インピーダンスを結合用伝送線路１５のインピーダンスと同じか近い値とし、整流器での信号反射による結合用伝送線路１５上での定在波の発生を抑制しなければならない。

以上、この発明の実施形態について説明をしてきたが、この発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

１０，１０ａ，１０ｂ，２０，２０ａ，３０，９０ 受信補助装置
１１ 受信アンテナ
１２，１２ａ 受信アンプ（差動増幅器）
１３，１３ａ 電池（ＡＣアダプタ）
１４ 基板
１５，１５ａ 結合用伝送線路（平行線路）
１６，１６ａ 終端部（交流直流変換部）
１７ 整合回路
１８ バラン
１９ 導体パッチ
９ 携帯端末
９１ 携帯内蔵アンテナ
９２ 画面
９３ ロッドアンテナ
６ 受信アンプ
６１，６２，６３ 増幅器
７ 窓面
８ アンテナケーブル
８２，８４ 外部受信アンテナ
８１１，８１２，８１３，８３１，８３２，８３３ 吸盤
８５ ケーブル
８６ リード線ループ

Claims (7)

1. 携帯端末に取り付け可能な基板と、
   携帯端末向け放送電波を受信する受信アンテナと、
   上記受信アンテナの出力端子に接続され、上記受信アンテナの出力する受信信号を増幅する受信アンプと、
   一方の端部が上記受信アンプの出力端子に接続され、上記基板を上記携帯端末へ取り付けたときに上記携帯端末に内蔵された端末内蔵アンテナと電磁界結合される位置に形成された結合用伝送線路と、
   上記結合用伝送線路の他方の端部に接続された終端部と、
   を備える受信補助装置。
2. 請求項１に記載の受信補助装置であって、
   上記受信アンプの利得は、上記携帯内蔵アンテナと上記結合用伝送線路との結合損よりも８ｄＢ以上高いものである
   受信補助装置。
3. 請求項１または２に記載の受信補助装置であって、
   上記結合用伝送線路は、上記携帯内蔵アンテナとの結合損が３０ｄＢ以下となるように形成されたものである
   受信補助装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の受信補助装置であって、
   上記結合用伝送線路は、マイクロストリップ線路構造で形成されたものである
   受信補助装置。
5. 請求項１から３のいずれかに記載の受信補助装置であって、
   上記結合用伝送線路は、平行線路構造で形成されたものである
   受信補助装置。
6. 請求項５に記載の受信補助装置であって、
   上記受信アンプは、差動増幅器である
   受信補助装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の受信補助装置であって、
   上記終端部は、上記結合用伝送線路の出力する信号を直流に変換する交流直流変換器である
   受信補助装置。